轉(zhuǎn)DR1172基因擬南芥及甘藍(lán)型油菜耐鹽性的研究.pdf

1、隨著全球氣候的變化以及人為等因素的影響，土壤鹽堿化日益嚴(yán)重。大部分植物在土壤含鹽量0.3％時便開始受到危害不能正常生長，大于0.5％時農(nóng)作物枯萎甚至死亡。鹽堿地嚴(yán)重制約著我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重威脅。我們在改進(jìn)環(huán)境的同時，發(fā)現(xiàn)作物耐鹽新品種及提高農(nóng)作物的耐鹽能力是近年來農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的努力方向，利用基因工程手段來提高農(nóng)作物的耐鹽能力越來越成為了科研工作者的研究熱點(diǎn)。
　　耐輻射奇球菌（Deinococcus rad

2、iodurans）是迄今為止發(fā)現(xiàn)的輻射耐受性最強(qiáng)的生物之一，DR1172是位于耐輻射奇球菌R1屬的一段基因。通過NCBI數(shù)據(jù)比對發(fā)現(xiàn)DR1172與LEA76基因家族同源。大量證據(jù)間接表明，LEA76蛋白質(zhì)與植物耐鹽抗旱有關(guān)。由此推斷DR1172基因轉(zhuǎn)入植物中可能會提高植物耐鹽性，以降低鹽害對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響。
　　擬南芥作為轉(zhuǎn)基因的模式植物，它是自花授粉植物，基因高度純合，利用擬南芥可以更快速的檢測基因的功能，而甘藍(lán)型油菜(Bra

3、ssica napusL.)是世界上重要的油料作物，本研究作為非轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行試驗。本研究利用基因工程手段構(gòu)建植物表達(dá)載體pBI121-DR1172，將DR1172轉(zhuǎn)入擬南芥以及油菜中，得到轉(zhuǎn)基因油菜以及擬南芥，為后續(xù)的研究提供了豐富的植物材料，為研究DR1172的功能以及LEA蛋白的功能奠定了基礎(chǔ)，對植物育種工作也有一定的指導(dǎo)意義。
　　我們的研究表明:轉(zhuǎn)基因擬南芥能夠耐受300 mmol/L NaCl高鹽脅迫，并能存活35d以

4、上，而野生型在30d左右死亡。轉(zhuǎn)DR1172基因油菜能忍受350mmol/L的NaCl高鹽脅迫，并能正常結(jié)實，但是油菜葉片變黃枯萎，植物生長緩慢，而非轉(zhuǎn)基因油菜在250 mmol/L NaCl的脅迫處理28d后就會死亡。實驗發(fā)現(xiàn)，擬南芥和油菜的三種抗氧化酶過量表達(dá)，促使脯氨酸含量總體呈上升的趨勢，并且在同一時期轉(zhuǎn)基因植株均明顯高于非轉(zhuǎn)基因植株;植株葉片相對電導(dǎo)率以及丙二醛含量都比對照組要高，轉(zhuǎn)基因植株含量始終低于非轉(zhuǎn)基因植株;葉片相對含

5、水量以及葉綠素含量都有所下降，但轉(zhuǎn)基因植株的下降趨勢較為緩和，在同一時期均低于非轉(zhuǎn)基因植株;葉綠素?zé)晒夥治霭l(fā)現(xiàn):非轉(zhuǎn)基因葉片的初始熒光F0上升趨勢和最大光化學(xué)量子產(chǎn)量Fv/Fm的下降趨勢均顯著高于轉(zhuǎn)基因植株，各熒光參數(shù)之間相互影響，轉(zhuǎn)基因植株下降的趨勢較為平緩。這些結(jié)果表明:通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)把來源于耐輻射奇球菌的DR1172基因轉(zhuǎn)入擬南芥和油菜中后，在NaCl等鹽脅迫下，DR1172基因直接或間接地參與了擬南芥和油菜應(yīng)答NaCl脅迫的耐受